La energía nuclear a veces se describe como una fuente que no emite gases de efecto invernadero, y eso es cierto en el caso de las propias reacciones de fisión nuclear. Pero esta es una lista de todas las etapas del ciclo de la energía nuclear en las que se emiten gases de efecto invernadero: extracción de uranio, molienda del uranio, conversión del mineral de uranio en hexafluoruro de uranio, enriquecimiento del uranio, fabricación del combustible, construcción del reactor, desmantelamiento del reactor, reprocesamiento del combustible, eliminación de residuos nucleares, rehabilitación del emplazamiento minero y transporte a lo largo de todas las etapas.
Durante estas etapas, los gases de efecto invernadero se emiten directamente (por ejemplo, mediante camiones), pero también indirectamente (por ejemplo, mediante el uso de materiales como el acero y el cemento, que se fabrican con procesos de gran intensidad de emisiones).
Cuantificar todas estas emisiones es complicado, pero podemos intentar hacerlo mediante un método llamado «análisis del ciclo de vida». El resultado de una de esas estimaciones (con la que estoy de acuerdo) se cita en el Informe especial sobre fuentes de energía renovables y mitigación del cambio climático del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (véanse las páginas 731-2).
Cómo se compara la energía nuclear con otras fuentes de energía en cuanto a emisiones del ciclo de vida.
Informe especial del IPCC sobre fuentes de energía renovables y cambio climático
Esto muestra que, pese a la larga lista de etapas en las que se emiten gases de efecto invernadero y según lo que los investigadores han podido tener en cuenta hasta ahora, es probable que las emisiones totales del ciclo de vida de la energía nuclear sean inferiores a las de los combustibles fósiles.
Mi revisión de diversas estimaciones indica que las emisiones de gases de efecto invernadero de la energía nuclear varían entre 10 y 130 gramos de CO2 por kilovatio hora de electricidad, con un promedio de 65 g por kWh, aproximadamente lo mismo que la energía eólica. A modo de comparación, la generación eléctrica con carbón emite unos 900 g por kWh, y la generación con gas, unos 450 g por kWh. Alrededor del 15-25% de las emisiones de gases de efecto invernadero de la energía nuclear provienen de construir, mantener y desmantelar la central nuclear.
Otro análisis, realizado por los consultores energéticos Jan Willem Storm van Leeuwen y Philip Smith, pronosticó que, en última instancia, las emisiones de la energía nuclear podrían igualar las del gas natural. Pero esta estimación elevada es claramente atípica entre los resultados que muestra la evaluación del IPCC, y se debe en gran medida a que suponía que habría que restaurar por completo las minas de uranio hasta dejarlas como «terrenos vírgenes», algo que la mayoría de los analistas no ha considerado necesario.
Pero ¿por qué es tan amplio el rango de estimaciones aceptadas? Para responder, aquí va otra lista: factores que pueden influir en el cálculo: la ley (pureza) del mineral; el método de enriquecimiento del uranio; la antigüedad y la eficiencia del reactor; y los supuestos utilizados en el método de cálculo. Lamentablemente, estos supuestos pueden tener un gran efecto en el resultado; de hecho, probablemente sean la mayor fuente de variación entre los análisis contrapuestos.
Consideraciones sobre los cálculos
Algunos análisis optan por ignorar muchos procesos de la cadena de suministro, como, por ejemplo, los gases de efecto invernadero emitidos durante la extracción del mineral de hierro necesario para fabricar el acero con el que se fabrican los camiones necesarios para transportar el cemento utilizado en la construcción de un reactor. Y así sucesivamente, a través de millones y millones de cadenas de suministro. Por supuesto, todo es endiabladamente complicado, pero ignorar estas contribuciones de la cadena de suministro provoca errores sistemáticos importantes.
Cabe señalar que muchos estudios sobre las emisiones del ciclo de vida de la energía eólica y solar también adolecen de errores similares, y que las emisiones reales del ciclo de vida de estas tecnologías también suelen subestimarse. Sin embargo, para la mayoría de las fuentes de energía renovable, sus emisiones de la cadena de suministro siguen estando muy por debajo de las de las centrales que funcionan con combustibles fósiles (véase la tabla anterior).
La ley del mineral también tiene un impacto significativo en las emisiones totales, porque cuanto menos puro es el mineral, más material hay que procesar para extraer el uranio. El cálculo se complica aún más por el hecho de que en algunas minas, como Olympic Dam en Australia, el uranio se extrae como subproducto de otra actividad minera (en este caso, de cobre), lo que significa que no todas las emisiones de gases de efecto invernadero deben atribuirse al uranio.
Una vez extraído del suelo y molido para formar el concentrado seco de mineral llamado «yellowcake», el uranio debe «enriquecerse» para aumentar lo suficiente la proporción de uranio fisible y poder utilizarlo como combustible nuclear. Cada método genera distintas emisiones de gases de efecto invernadero: el enriquecimiento por centrifugación, por ejemplo, requiere mucha menos energía que la difusión gaseosa.
Limpieza y rehabilitación
El último factor que hay que considerar son las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a la limpieza de la mina de uranio. La energía necesaria depende, en esencia, de los criterios sobre qué constituyen prácticas seguras para minimizar la radiactividad y la exposición a metales pesados tóxicos en los residuos que quedan en la mina.
Cuando se extrae el uranio del mineral, alrededor del 85% de la radiactividad original permanece en los residuos de la molienda, principalmente en forma de isótopos de torio y radón. Aunque las normas sobre emisiones y seguridad han mejorado enormemente desde la década de 1950, todavía no está claro cuán seguras son las actuales labores de rehabilitación de minas. Según el Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR), la contribución global de los residuos de la molienda es la fuente más significativa de exposición radiológica de toda la cadena del combustible nuclear.
La razón principal por la que la estimación de Storm van Leeuwen y Smith sobre las emisiones del ciclo de vida era tan elevada es que suponían que habría que gestionar los residuos de las minas de uranio intercalándolos entre capas de arcilla bentonítica para contener la radiación. Sin embargo, mi revisión de los datos disponibles indicó que la rehabilitación actual de las minas da lugar a exposiciones radiológicas promedio inferiores a una décima parte de las dosis que reciben las personas que viven en lugares con concentraciones naturalmente altas de elementos radiactivos en el suelo y las rocas, donde no se ha detectado una mayor incidencia de cáncer de pulmón. Si esto es cierto, y dejando de lado cualquier problema más amplio de gestión de la seguridad, sugiere que no es necesario adoptar nuevas medidas de rehabilitación de minas de uranio que requieran un uso intensivo de emisiones.
Como en cualquier otra evaluación científica, nuestras conclusiones sobre el ciclo del combustible nuclear se basan en lo que sabemos, y nuestros conocimientos siguen siendo incompletos. Todavía hay incertidumbres, especialmente a la hora de juzgar cómo abordar procesos de desintegración radiactiva que continuarán durante miles de años. Además, nuestros resultados suelen basarse en condiciones promedio y no tienen en cuenta sucesos extremos, como accidentes de reactores o derrames de residuos nucleares.
Sin embargo, hay algo claro: en última instancia, las emisiones de gases de efecto invernadero de la energía nuclear se deben a que casi todos los aspectos del proceso, salvo la propia fisión nuclear, requieren energía; y la mayor parte de la energía mundial sigue procediendo de combustibles fósiles.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Manfred Lenzen es profesor de Investigación sobre Sostenibilidad en Integrated Sustainability Analysis (ISA), en la Facultad de Física de la Universidad de Sídney.
Imagen: Personas observan las torres de refrigeración de la central nuclear de Doel, en el norte de Bélgica, el 20 de agosto de 2014. REUTERS/Francois.
